مروری بر تکنیک‏‌های سنجش ‏از‏ دور رطوبت خاک و روش‏‌های ریزمقیاس‏‌سازی مکانی

رطوبت خاک یک پارامتر با ارزش برای چرخه آب برروی اراضی، کنترل جریان آب بین اتمسفر، سطح زمین و زیر زمین، از طریق تبخیرتعرق گیاه می‏باشد. اندازه‏گیری و ثبت مشاهدات رطوبت خاک به‌‏صورت داده‌‏های زمینی نمی‏‌تواند جوابگوی نیاز بشر باشد. دسترسی به نقشه‏‌های رطوبت خاک جهانی که با استفاده از سنسورهای سنجش از دور امکان پذیر است، کاربردهای بسیاری از جمله پیش‏بینی بارش، پیش‏بینی سیلاب، نظارت بر خشکسالی و برنامه‌‏های مرتبط با کشاورزی خواهد داشت. این نقشه‌‏ها باید در مقیاس مکانی مناسب فراهم شوند. این امر از طریق ریزمقیاس‏سازی مکانی مشاهدات رطوبت خاک انجام می‏شود. ریزمقیاس‌‏سازی مکانی رطوبت خاک اندازه‏‌گیری‏‌شده توسط ماهواره‏‌ها دو هدف را به‌‏منظور استفاده این پارامتر در کاربردهای هیدرولوژی، هواشناسی و کشاورزی باید تامین کند: 1 دست‏یابی به وضوح مکانی متوسط رطوبت خاک (تقریباً 10 کیلومتری)، 2 دقت بازیابی مناسب. تحقق هر دو هدف با استفاده از یک سنسور مفرد، مشکل می‏باشد. بنابراین، ریزمقیاس‏‌سازی مکمل با استفاده از طیف وسیعی از انواع مشاهدات توسط ترکیب سنسورهای مختلف، به‏عنوان یک روش برای غلبه بر مقیاس مکانی درشت و بهبود دقت بازیابی رطوبت خاک، پیشنهاد شده است. در این مقاله، تکنیک‌‏های سنجش از دور رطوبت خاک و دو روش اصلی ریزمقیاس‏‌سازی موجود که پتانسیل تحقق الزامات بیان شده در توان تفکیک‎‌‏پذیری مکانی و صحت ریزمقیاس‌‏سازی را دارند، معرفی می‏شوند و مزایا و معایب آنها بررسی خواهد شد.

Review on Soil Moisture Remote Sensing Techniques and Spatial Resolution Downscaling Methods

Soil moisture is a valuable parameter for water cycle over lands, controlling water fluxes between the atmosphere, land surface and subsurface, through evaporation and plant transpiration. Measurement and recording of soil moisture observations as insitu data cannot meet human needs. The availability of global soil moisture maps which is possible using remote sensing sensors, will benefit many application, including precipitation forecasting, flood prediction, drought monitoring and agricultural related applications. These maps must be provided at suitable scale. This is done by spatially downscaling of the soil moisture observations. Spatial downscaling of soil moisture measured by satellites should provide two purposes in order to use this parameter in hydrological, meteorological and agricultural applications: 1 Achieving to medium resolution (approximately 10 km), 2 Sufficient retrieval accuracy. It is evident that fulfilling both purposes using a single sensor is difficult. Therefore, complementary downscaling using a range of observation types has been proposed as an approach to overcome these scale and accuracy issues, by combining the merits from different sensors. In this paper, the soil moisture remote sensing techniques and as well, two basic available downscaling approaches which have the potential to fulfil the stated requirements on resolution and accuracy are introduced and their pros and cons are investigated.